AGROKÉMIA ÉS TALAJTAN 59 (2010) 2 255 268 Műtrágyázási tartamkísérletek karbonátos réti talajú természetes gyepen HARMATI ISTVÁN Gabonatermesztési Kutató Kht., Szeged A Duna Tisza közén az országos átlagnál is nagyobb a rétek és legelők aránya (a mezőgazdasági művelés alatt álló összes terület 22,1%-a). Ezek szántóföldi növénytermesztésre alkalmatlan szikes, homok- és réti talajokon találhatók. Kedvezőnek mondható, hogy a 270.000 hektár gyepes területnek mintegy 40 45%-a a 20 30 cm vastagságú, többnyire nagy humusztartalmú réteggel rendelkező réti talaj, amelyen több évtizeden át végzett kutatásaink eredményei szerint jól jövedelmező gyepgazdálkodás valósítható meg. Felismerve a gyepgazdálkodásnak a Duna Tisza köze mezőgazdasága fejlesztésében betölthető fontos szerepét, a gyeptermesztés különböző módszereinek kidolgozása céljából egymásra épülő műtrágyázási tartamkísérleteket állítottunk be. E közleményben a Duna Tisza közi réti talajokon kialakult jellemző növénytársulású (Achilleo Festucetum pseudovinae) gyepen 28 éven át folytatott és részletesen vizsgált műtrágyázási kísérletek eredményeit ismertetjük, röviden, áttekintő formában. A gyepek termése a talaj típusát és tápanyagtartalmát alapul vevő műtrágyázással nagymértékben növelhető. Szoloncsák, szoloncsák-szolonyec szikeseken HARMATI (1974, 1981, 2006) 34 éven át végzett gyepműtrágyázási tartamkísérleteivel öntözött körülmények között a sziki mézpázsitos gyepen N 210 kezeléssel 14 év átlagában 5,9 t ha -1 szénatermést ért el, miközben annak nyersfehérje-tartalma 8 10%-ról 15 17%-ra emelkedett. Erősen karbonátos réti talajú természetes gyepeken folytatott műtrágyázási tartamkísérleteivel HARMATI és BODROGKÖZY (1965, 1966), valamint HARMATI (2005, 2006) megállapította, hogy ezeken már nem a N-, hanem a P-műtrágya a leghatásosabb, a talaj nagyfokú P-szegénysége miatt. Itt N 100 P 60 műtrágyakezeléssel öntözetlen körülmények között sok év átlagában 5,7, míg öntözött területen 7,1 t ha -1 szénatermést ért el, melyekben a pillangósvirágú komponensek nagy arányban vettek részt. A homokhátak közötti mélyfekvésű semlyékekben pedig a N 160 P 50 - kezeléssel 4 év átlagában 8,4 t ha -1 szénatermést kapott. Csernozjom talajon telepített gyepek műtrágyázásával BÁNSZKY (1993, 2002), valamint KÁDÁR (2005a,b) foglalkozott. Kádár jó PK-ellátottság mellett az optimálisnak bizonyult N 200 -kezeléssel 11,6 t ha -1 szénatermést ért el, a telepítést követő évben. Postai cím: HARMATI ISTVÁN, 6723 Szeged, Budapesti krt. 4/A. I. 1.
256 HARMATI A gyep kielégítő N-ellátottságúnak tekinthető, ha a széna N-tartalma 2 2,5%. A gyepszénák megengedett NO 3 -N-tartalma 0,25%. Ennél nagyobb értékek általában csak 200 kg ha -1 N-adagoknál nagyobbak egyszerre történő kijuttatása esetén szoktak kialakulni, elsősorban akkor, ha nem kielégítő a PK-ellátottság. Az emésztési zavarokért azonban elsősorban a NO 2 -tartalom a felelős (BARCSÁK, 1999; KÁDÁR 2005a,b). Csernozjon talajon 150, míg erősen karbonátos talajon 200 220 mg kg -1 P 2 O 5 - ellátottság bizonyult optimálisnak (KÁDÁR, 2005b; HARMATI, 2006). A talaj túlzott P-tartalma Zn-hiányt okoz a takarmányban, ami a teheneknél meddőséget okozhat. GERICKE (1965) szerint a széna 0,65%-os P 2 O 5 -tartalma kielégítő ellátottságot mutat. A gyepek pillangós:fű arányát a műtrágyák nagymértékben befolyásolják. A P- trágya a pillangósok, míg a N-műtrágya a füvek versenyképességét és tömegarányát növeli. A pillangósok tömegarányának növelésével javítható a termés takarmányértéke, gyarapítható a fehérjetartalma, csökkenthető a N-műtrágya szükséglet és javítható a talaj termékenysége (BÁNSZKY, 1993, 2002; HARMATI & BODROGKÖZY, 1965, 1966). A rétek és legelők geobotanikai kérdéseivel, agrárökológiai felmérésével behatóan foglalkozott BALÁZS (1949), BODROGKÖZY (1960), VINCZEFFY (1964) és még mások. Anyag és módszer A kísérleteket a Gabonatermesztési Kutató Intézet Fülöpszállási Telepén, erősen karbonátos réti talajon kialakult legelőn végeztük. E kísérleti telep a Duna-völgyben található, amely az 1920-as évek végén elkezdődött lecsapolási-vízrendezési munkálatok befejezéséig gyakran vízjárta terület volt. Az erősen vizes viszonyok között itt nagy humusz-, kálium- és mésztartalmú réti talajok alakultak ki, melyek foszfortartalmát a hajdani dús növényzet nagymértékben felhasználta (1. táblázat). 1. táblázat A gyepműtrágyázási terület karbonátos réti talajának főbb jellemzői a kísérlet beállítása előtt (Fülöpszállás) Mélység, cm ph (H 2 O) (2) K A (3) CO 3 -ok (CaCO 3 %-ában) Humusz % (4) AL-oldható (5) Összes P 2 O 5 K 2 O N P 2 O 5 K 2 O mg kg -1 mg 100 g -1 0 10 7,99 60 31 6,44 106 358 446 125 549 10 20 8,07 57 34 4,18 79 269 326 98 579 20 30 8,28 55 40 2,77 58 194 214 70 550 30 50 8,54 46 58 1,13 30 129 122 44 428 50 70 8,66 40 65 0,46 28 85 76 34 351 70 90 8,66 34 52 0,34 31 76 59 40 311 90 110 8,59 27 38 0,20 32 62 56 53 279
Műtrágyázási tartamkísérletek karbonátos réti talajú természetes gyepen 257 Az anaerob viszonyok között kialakult 55 60 Arany-féle kötöttségű, átlagosan 25 35 cm vastagságú humuszos szint alatt 35 és 110 cm között CaCO 3 -ból és MgCO 3 -ból álló, erősen összecementálódott akkumulációs réteg helyezkedik el, amely e talajok rossz vízgazdálkodását okozza. E szint alatt sok méter vastagságú, talajvízzel telített homok-, homokos-kavics, majd kavicsréteg található, mely a Duna-völgy természetes drénrendszerének tekinthető. E sekély humuszos szinttel rendelkező talajok eredményes szántóföldi művelésre nem alkalmasak, viszont rajtuk nagy termőképességű gyepek alakíthatók ki. A kísérlet beállításakor a korábban vízrendezett területet természetes úton kialakult, túlnyomórészt sovány csenkeszből (Festuca pseudovina) álló gyep borította. Ennek társnövénye a réti perje (Poa pratensis), a cickafark (Achillea millefolium ssp. colina), a keskenylevelű szarvaskerep (Lotus tenuis), a komlós lucerna (Medicago lupulina) és a bársonykerep (Tetragonolobus siliquosus) volt. A fű:pillangós:gyom talajborítási arány a kísérletek beállításakor 82:11:7% volt. A kísérletben a következő műtrágyakezeléseket alkalmaztuk: 1. Ø; 2. N 1 ; 3. N 2 ; 4. P 1 ; 5. P 2 ; 6. N 1 P 1 ; 7. N 1 P 2 ; 8. N 2 P 1 ; 9. N 2 P 2. A kísérlet első 7 évében az N 1 = 70, az N 2 = 105 kg N ha -1 adag volt. Ezeket az öntözetlen kísérletben kora tavasszal egyszerre, míg az öntözöttben 2/3+1/3 megosztásban alkalmaztuk. A kísérlet 8. évétől kezdve megnöveltük a N-adagokat (N 1 = 120, N 2 = 200 kg N ha -1 ), melyeket az öntözetlen parcellákra 2/3+1/3, az öntözöttekre 1/3+1/3+1/3 arányban szórtunk ki. A P-műtrágya adagjait (P 1 = 60, P 2 = 90 kg P 2 O 5 ha -1 ) nem változtattuk, mindenkor ősszel juttattuk ki. A K-trágyázást nem iktattuk be a kísérletbe, a talaj nagy K-tartalma miatt. A kísérlet 8. évében azonban a talaj K-ellátottságának nagyarányú csökkenése miatt az egész területet egységesen, egyenletesen 160 kg K 2 O ha -1 műtrágyázásban részesítettük. A műtrágyakezeléseket 5 ismétlésben, véletlen elrendezésű, nettó 50 m²-es parcellákon alkalmaztuk (összesen 9 5= 45 2 = 90 db parcellán). A kísérletet öntözetlen és öntözött viszonyok között végeztük, melyek parcellái közvetlenül egymás mellett voltak. Az öntözést árasztó csörgedeztető módon végeztük, amit a terület enyhe lejtése és sík felszíne lehetővé tett. Az első növedéket általában egyszer, míg a többit kétszer-háromszor öntöztük meg az időjárástól függően. Egy-egy alkalommal 50 70 mm víz szivárgott be a talajba. Az öntözetlen kísérletet 28, míg az öntözöttet technikai okok miatt csak 14 évig folytattuk. Az előbbit kétszer-háromszor, az utóbbit mindig háromszor kaszáltuk. A termést légszáraz szénaként mértük. A gyep növényi összetételét, változását folyamatosan, évente parcellánként és többnyire növedékenként vizsgáltuk. (A felvételezéseket mindenkor e cikk szerzője végezte el.) A talaj főbb tulajdonságait a kísérlet kezdetekor, a humuszos réteg P 2 O 5 - és K 2 O-tartalmát pedig a kísérlet 1. és 22. évében vizsgáltuk meg. A ph, kötöttség (K A ), CaCO 3, humusz, AL-PK meghatározása a BARANYAI et al. (1987), ill. a MÉM-NAK (1978) által ismertetett eljárásokkal történt.
258 HARMATI Eredmények A gyep növényi összetételének változása A fitocönológiai felvételezések értékelését ezek igen nagy adattömege miatt csak átfogóan és szövegesen ismertetjük. A fajcsoportok tömegarányairól általános képet nyújtanak a kísérleti évek átlagában a 2. táblázat adatai. 2. táblázat A műtrágyázás hatása a természetes gyep növényi összetételére (tömegarány %-ban) (2) Öntözetlen kísérletben (7) Öntözött kísérletben (3) Füvek (4) Pillangósok (5) Gyomok (3) Füvek (4) Pillangósok (5) Gyomok (6) 28 év átlagában (8) 14 év átlagában Ø 70 14 16 74 15 11 N 1 75 4 21 75 25 N 2 70 3 27 75 1 24 P 1 51 36 13 37 45 18 P 2 52 33 15 42 40 18 N 1 P 1 65 12 23 54 21 25 N 1 P 2 67 9 24 56 20 24 N 2 P 1 61 4 35 56 14 30 N 2 P 2 66 3 31 58 11 31 Megjegyzés: A kísérlet első 7 évében: N 1 = 70, N 2 = 105; 8. évétől kezdve N 1 = 120, N 2 = 200 kg N ha -1. A P-adagok az egész kísérlet során változatlanok voltak: P 1 = 60, P 2 = 90 kg P 2 O 5 ha -1 A trágyázatlan parcellákon a gyep növényi összetétele az évek során még öntözött viszonyok között sem változott meg jelentősen. A talaj rossz tápanyagaránya miatt a sovány csenkesz közel változatlan arányban mindvégig uralmon maradt, de a réti perje és a komlós lucerna tömegaránya a csapadékos években, és az öntözött területen némileg megnőtt, maximálisan 10 15%-ra. A száraz években azonban ezek visszahúzódtak és a csillagpázsit (Cynodon dactylon) tört előre. A gyep produkciója mindvégig nagyon alacsony szinten maradt. Az önmagában alkalmazott N-trágyázás (mivel továbbrontotta a talaj kedvezőtlen N:P arányát) kedvezőtlenül befolyásolta a gyep növényi összetételét. A pillangósok eredetileg is csekély arányát tovább csökkentette, az N 2 -adag pedig ezeket teljesen eltüntette a gyepből. A füvek tömegaránya is csak kismértékben nőtt meg, amit elsősorban az N 2 -kezeléseknél foltosan megjelenő, erősen N-igényes tarackbúza (Agropyron repens) idézett elő. A kétszikű gyomok, főként az N 2 -adag hatására, egyre jobban tért hódítottak. A fű:pillangós:gyom tömegarány a sokévi átlagban 70 75:3 4:21 27, míg az öntözött területen 75:0:25% volt. A N-műtrágya önmagában történő alkalmazása ezért a humuszban gazdag, foszforban szegény karbonátos réti talajú gyepeken nem javasolható.
Műtrágyázási tartamkísérletek karbonátos réti talajú természetes gyepen 259 Az önmagában alkalmazott P-trágyázás viszont nagymértékű pozitív változásokat okozott, különösen a csapadékos években és az öntözött területen. Ez a pillangósok borítottsági értékét és tömegét nagymértékben megnövelte. Sok év és a P- adagok átlagában a fű:pillangós:gyom arány az öntözetlen kísérletben 52:34:14, míg az öntözöttben 39:43:18% volt. Természetesen ezek az arányok az időjárás hatására az évek során nagyon jelentősen változtak, elsősorban a pillangósok vízigényessége miatt. Az öntözetlen területen a réti perje erőteljes előretörése ellenére a sovány csenkesz maradt uralmon. Csapadékos években viszont a két fűfaj tömegaránya közötti különbség lényegesen lecsökkent. A pillangósok az időjárásra nagymértékben reagáltak, tömegarányuk csapadékos években 40 50%-ra is felemelkedett, míg száraz években 20 30%-ra csökkent. A domináns komlós lucerna mellett kisebb-nagyobb mennyiségben jelen volt a bársonykerep, a homoki lucerna (Medicago varia) és a keskenylevelű szarvaskerep. Esős, hűvös időjárású években átmenetileg még az eperhere (Trifolium fragiferum), a fehér here (Trifolium repens) és a vörös here (Trifolium pratense) is megjelent. Az öntözött parcellákon a kísérlet első éveiben az eperhere olyan nagymértékben elszaporodott és olyan erőteljesen fejlődött, hogy a gyep tömegének 80 90%-át alkotta. (Ehhez a csapadékos, hűvös időjárás is nagyban hozzájárult.) Az eperhere tömegaránya 1 2 évi abszolút uralkodás után, 20 30%-ra lecsökkent és megjelent a vörös here, amely a komlós lucernával váltakozva átvette a pillangósok közötti uralmat. Így ezek tömegaránya a fajcsoporton belül gyakran elérte a 60 95%-ot. A füvek között a réti perje teljesen átvette a sovány csenkesztől az uralkodó szerepet. Így öntözött viszonyok között P-trágyázás hatására réti perjéből és értékes pillangósokból álló gyep alakult ki, melyben a kétszikű gyomok viszonylag alárendelt szerepet töltöttek be. A pillangósok nagyarányú elszaporodása nemcsak a gyep nagyobb fehérjetartalma, hanem a füvekénél jobb sarjadzó képessége miatt is pozitívan értékelendő. A P 1 - és P 2 -adagok hatása között kezdetben kialakult jelentős különbség az évek során fokozatosan csökkent a talaj P-tartalmának nagyarányú növekedése miatt. Az öntözetlen kísérletben ezért a későbbi években a P 2 -adag már a pillangósokra nézve is kezdett hátrányossá válni. Az NP kombinációs kezelések is alapvető változásokat okoztak. Ezeknél döntően érvényesült a nitrogénnek a füvek, míg a foszfornak a pillangósok versenyképességét és fejlődését fokozó hatása. Ebből fakadóan a füvek:pillangósok tömegarányai az NP adagjai és arányai szerint a vízellátottság mértékétől befolyásoltan alakultak ki. Az N 1 -adaggal kombinált P-trágyázás alkalmazásánál a gyep fajösszetétele lényegesen különbözött az előbbiektől. Öntözetlen körülmények között az N 1 P- kombinációk nem változtatták meg jelentősebben a füvek fajösszetételét, továbbra is a sovány csenkesz maradt uralmon, de a réti perje tömegaránya számottevően megnőtt (sok év átlagában mintegy 25%-ra). Aszályos években a csillagpázsit térfoglalása jelentős volt. A pillangósok tömegaránya jóval kisebb volt, mint a szóló P-kezeléseknél, mivel a N-trágya ezek versenyképességét jelentősen lecsökkentette. A fű:pillangós:gyom tömegaránya 65:12:22 volt. A pillangósok zömét a komlós
260 HARMATI lucerna, a bársonykerep és kisebb arányban a homoki lucerna alkotta. A kísérlet utolsó évtizedében ezek mennyisége 0 10%-ra csökkent, míg a gyomoké 20 30%- ra nőtt. Az öntözött területen az előbbieknél jóval kedvezőbb változások következtek be. Nagyobb volt a pillangósok aránya elsősorban a fokozatosan élre törő vörös here révén, de ehhez az eperhere és a komlós lucerna elszaporodása is hozzájárult. A fű:pillangós:gyom tömegarány 55:20:25. E pillangósfajok egymáshoz viszonyított aránya is váltakozott az évek során. A fűfajok közül a réti perje vált uralkodóvá, a sovány csenkesz helyett. Megjelent a tarackbúza is, de ennek borítottsága az N 1 P kombinációkban még kicsi volt. Az N 2 -adaggal kombinált P-trágyázás az előbbieknél is nagyobb változásokat okozott. Ezek hatására már az öntözetlen viszonyok között is uralkodóvá vált a réti perje a sovány csenkesszel szemben, tömegarányuk sokévi átlagban 31:14% volt. Az erősen N-igényes tarackbúza az N 2 P 2 kombinációban a kísérlet 2 3 évtizedében nagyarányban elterjedt és a gyep termésének mintegy 20%-át képezte. A pillangósok aránya már a kísérlet első évében is kicsi volt, majd amikor áttértünk a 200 kg N ha -1 alkalmazására nullára csökkent. A gyomok tömege viszont fokozatosan nőtt. A fű:pillangós:gyom arány sokévi átlagban 63:3:34% volt. Az öntözött területen az előbbieknél kedvezőbb változások következtek be. A réti perje dominanciája tovább erősödött (tömegaránya gyakran az 50%-ot is meghaladta), míg a sovány csenkeszé 10% alá csökkent. Az N 2 P 2 -kezelések hatására a tarackbúza tömege itt is megnőtt. A kísérlet 2. évtizedében megjelent a francia perje (Arrhenatherum elatius) és kisebb arányban a réti csenkesz (Festuca pratensis) is, de ezek a gyep termését jelentősen még nem befolyásolták. A pillangósok aránya a vörös here jelentős mértékű elszaporodása révén a kísérlet első 7 évében még gyakran a 20%-ot is meghaladta, a 200 kg N ha -1 adagra történő áttérést követően azonban ennek tömege is a minimális értékre csökkent. A füvek:pillangósok:gyomok tömegaránya az öntözött területen 12 évi átlagban 57:12:31% volt. A gyep fitocönológiai vizsgálatának eredményei alapján megállapítható, hogy az adott talajon a gyep növényi összetétele mind az önmagában alkalmazott P- műtrágyázással, mind az N és P együttes alkalmazásával öntözetlen viszonyok között nagymértékben, öntözöttben pedig alapvetően megváltoztatható, megjavítható. Figyelemre méltó a szóló P-trágyázás hatása, elsősorban öntözött viszonyok között, mivel ezzel pillangós dominanciájú, tehát fehérjében gazdag gyep állítható elő, kiemelkedően nagy műtrágya-hatékonysággal és kis költséggel. A PN kombinációkkal pedig nagy tömeget adó réti perje vezérnövényű gyep alakítható ki. A gyep termése Az öntözetlen viszonyok között 28, az öntözött területen 14 éven át folytatott kísérlet szénatermés-eredményeit terjedelmi korlátok miatt 7 éves átlagokban ismertetjük (3. és 4. táblázat). A trágyázatlan parcellák termése mindvégig nagyon alacsony szinten maradt (1,1 1,5 t ha -1 ), sőt a kísérletek második felében közel nullára csökkent. Ezt még az öntözés sem befolyásolta jelentősen, a talaj kimondottan rossz tápanyagarányai miatt.
Műtrágyázási tartamkísérletek karbonátos réti talajú természetes gyepen 261 Az önmagában alkalmazott N-műtrágya a talaj nagyfokú P-hiánya miatt még öntözött viszonyok között sem növelte nagyon a termést (2 2,5 t széna ha -1 ), mivel a továbbnövelt egyoldalú N-ellátottság még a füveknek sem kedvezett. Az önmagában alkalmazott P-műtrágya a talaj NP arányának javítása révén a gyep növényi összetételét alapvetően megváltoztatta, megjavította különösen az öntözött területen ami nagy termésnövekedést eredményezett. A P 2 az első évek után a P 1 -adaghoz viszonyítva egyre kisebb mértékben növelte tovább a termést, a talaj P-ellátottságának fokozódó javulása miatt. Néhány év elmúltával már a P 1 - adag is elegendőnek bizonyult. 3. táblázat A karbonátos réti talajú természetes gyep szénatermése a műtrágyázási tartamkísérletben öntözetlen viszonyok között (2) 1 7. év átlaga t ha -1 D (3) 8 14. év átlaga t ha -1 D (4) 1 14. év átlaga t ha -1 D th Ø 1,54 Ø 1,48 Ø 1,51 N 70 2,26 0,72 N 120 2,09 0,61 N 95 2,18 0,67 6,8 N 105 2,09 0,55 N 200 2,26 0,78 N 192 2,18 0,67 3,5 P 60 3,62 2,08 P 60 4,14 2,66 P 60 3,88 2,37 39,5 P 90 4,00 2,46 P 90 4,16 2,68 P 90 4,08 2,57 28,8 N 70 P 60 4,55 3,01 N 120 P 60 5,53 4,05 N 95 P 60 5,04 3,53 22,8 N 70 P 90 4,47 2,93 N 120 P 90 5,49 4,01 N 95 P 90 4,98 3,47 28,8 N 105 P 60 5,37 3,83 N 200 P 60 7,78 6,30 N 152 P 60 6,58 5,07 23,9 N 105 P 90 5,64 4,10 N 200 P 90 7,78 6,30 N 152 P 90 6,42 4,91 20,3 a) SzD 5 % 0,66 0,42 0,38 Műtrágya- (5) 15 21. év átlaga (6) 22 28. év átlaga keze- lések t ha -1 D t ha -1 D (7) 1 28. év átlaga t ha -1 D % th Ø 0,60 1,07 Ø 1,17 N 120 1,52 0,92 2,04 0,97 N 108 1,98 0,81 69 7,5 N 200 1,71 1,11 2,56 1,49 N 176 2,16 0,99 85 5,6 P 60 3,35 2,75 3,83 2,76 P 60 3,74 2,57 220 42,8 P 90 3,38 2,78 4,40 3,33 P 90 3,98 2,81 240 31,2 N 120 P 60 5,83 5,23 6,37 5,30 N 108 P 60 5,57 4,40 376 26,2 N 120 P 90 6,09 5,49 6,20 5,13 N 108 P 90 5,56 4,39 375 22,2 N 200 P 60 9,13 8,53 9,19 8,12 N 176 P 60 7,87 6,70 573 28,4 N 200 P 90 9,16 8,56 9,05 7,98 N 176 P 90 7,91 6,74 576 25,3 a) SzD 5% 0,51 0,43 0,41 Megjegyzés: D: különbség a kontrollhoz képest; th = tápanyag-hatékonyság, azaz 1 kg műtrágya-hatóanyaggal elért szénaterméstöbblet, kg
262 HARMATI Öntözetlen viszonyok között 28 év átlagában a P 1 -adaggal 2,57, míg a P 2 -vel 2,81 t ha -1 szénaterméstöbbletet értünk el, igen jó (41,8, ill. 31,2) tápanyaghatékonysággal (1 kg műtrágya-hatóanyaggal kapott szénaterméstöbblet, kg). Az öntözött kísérletben 14 év átlagában elsősorban a pillangósok jóval nagyobb tömegaránya révén a P 1 -adag 4,06, a P 2 pedig 4,69 t ha -1, nagy fehérjetartalmú szénaterméstöbbletet idézett elő, különösen nagy (67,7, ill. 52,1) hatékonysággal. Az önmagában alkalmazott P-trágyázás elsősorban öntözött viszonyok között tehát nagyon eredményes. Az N és P együttes alkalmazásával kaptuk a legnagyobb terméseket, ezek adagjaitól és arányaitól is függően. A talaj P-ellátottságának megjavítása után már a nitrogén is nagymértékben részt vett a termésnövelésben és az NP között főként a N 2 -adag szintjén jelentős pozitív kölcsönhatás jött létre. Az öntözetlen kísérletben 28 év átlagában az N 1 P kombinációkkal 5,56, az N 2 P-vel pedig 7,89 t ha -1 szénatermést értünk el, jó tápanyag-hatékonysági mutatókkal (22 28). Az ökonómiai szempontokat is alapul véve az N 2 P 1 kombináció (200 kg N + 60 kg P 2 O 5 ha -1 ) mondható a legjobbnak. Természetesen az évek során az öntözetlen területen a gyep szénatermése e trágyakezelés esetén is meglehetősen széles határok (5 12 t ha -1 ) között váltakozott az időjárás függvényében. A 3. táblázatban közölt 7 éves termésátlagok érthetően e változásokat nem tükrözik. Az első 7 év viszonylag alacsonyabb terméseredményeit e periódus jóval kisebb N-adagjai (70 és 105 kg N ha -1 ) okozták. Az öntözött kísérlet 14 évi átlagtermései szerint az N 1 P és N 2 P kombinációval 5,90 és 7,12 t ha -1 szénatermést kaptunk, 30,2, illetve 27,8 tápanyag-hatékonysági értékkel. Az öntözés termésnövelő hatása az első 14 évi átlagtermések összehasonlítása alapján nem mondható nagynak, amely nemcsak a nitrogénnek a pillangósok versenyképességét erősen csökkentő hatásával, hanem az öntözött kísérletben bekö- 4. táblázat A karbonátos réti talajú természetes gyep szénatermése a műtrágyázási tartamkísérletben öntözött viszonyok között (2) 1 7. év átlaga t ha -1 D (3) 8 14. év átlaga t ha -1 D (4) 1 14. év átlaga t ha -1 D th Ø 1,52 Ø 0,91 Ø 1,22 N 70 2,35 0,83 N 120 1,70 0,79 N 95 2,02 0,80 8,4 N 105 2,85 1,33 N 200 2,33 1,42 N 152 2,59 1,37 9,0 P 60 5,31 3,79 P 60 5,25 4,34 P 60 5,28 4,06 67,7 P 90 6,18 4,66 P 90 5,63 4,72 P 90 5,91 4,69 52,1 N 70 P 60 5,79 4,27 N 120 P 60 6,01 5,10 N 95 P 60 5,90 4,68 30,2 N 70 P 90 6,03 4,51 N 120 P 90 6,32 5,41 N 95 P 90 6,18 4,96 26,8 N 105 P 60 6,49 4,97 N 200 P 60 7,74 6,83 N 152 P 60 7,12 5,90 27,8 N 105 P 90 6,99 5,47 N 200 P 90 8,06 7,15 N 152 P 90 7,52 6,30 26,0 a) SzD 5% 0,66 0,42 0,38 Megjegyzés: lásd 3. táblázat
Műtrágyázási tartamkísérletek karbonátos réti talajú természetes gyepen 263 vetkezett átmeneti belvízkárral is magyarázható. Az öntözés a szóló foszforkezelések esetében jobban növelte a termést, mint az NP kombinációknál, a pillangósok jóval nagyobb tömegaránya miatt. Az NP együttes alkalmazásával kapott terméseredmények értékelése során megállapítottuk, hogy köztük különböző mértékű és előjelű kölcsönhatások alakultak ki. A legnagyobb pozitív kölcsönhatás az öntözetlen kísérletben az N 2 P 1 -adagnál volt (3,14 t széna ha -1 ), melyet az erősen N-igényes nagy termőképességű fűfajok megjelenése és elszaporodása okozott. Az öntözött kísérletben viszont az N 1 P kombinációknál kismértékű negatív, míg az N 2 P kombinációknál csekély pozitív kölcsönhatás jött léte. Az előbbi esetben ugyanis a nagy arányban előretörő vízigényesebb pillangósokat a nitrogén visszaszorította, míg az utóbbinál a gyep régi és új fűkomponensei versenyképességének és fejlődésének nagymértékű fokozásával ellensúlyozta a pillangósok kiszorulását. A termések növedékenkénti megoszlása a gyep vízellátottsága, fajösszetétele és a műtrágyakezelések függvényében alakult. A növedékek tömegének aránya 7 év átlagában az öntözetlen kísérletben a szóló foszforkezeléseknél 48:37:15%, míg az NP-kombinációknál 56:35:9% volt. Az öntözött területen ezek az arányok az előbbi sorrendben 39:49:12, illetve 43:41:16% voltak. A szénatermés nyersfehérje-tartalma a kezelésektől függően 9 15,5% között váltakozott. A termés N-tartalmából számított nyersfehérjehozam sokévi átlagban az öntözetlen kísérletben 428 550, míg az öntözöttben 560 760 kg ha -1 volt. A réti talajú természetes gyepek tehát megfelelő műtrágyázás esetén jelentős fehérjeforrásnak tekinthetők. A talaj felvehető P- és K-tartalmának változása A kísérlet 22. évében a bekövetkezett változások megállapítása céljából ismét megvizsgáltuk az öntözetlen kísérleti parcellák talajának AL-oldható P- és K- tartalmát (5. táblázat). Az adatokból látható, hogy a P-trágyázásban nem részesült parcellák talajának P-tartalma csak kismértékben csökkent, mivel ezeken az évek során viszonylag kis termések alakultak ki. Ezzel szemben a foszforral trágyázott parcellák AL-oldható P 2 O 5 -tartalma széles határok között változott, nőtt meg a P-trágya adagjától, a N- ellátás mértékétől és az ezek hatására kialakult termések mennyiségétől függően. Ezek alapján érthetően a legnagyobb P-akkumuláció (704 mg P 2 O 5 kg -1 ) az önmagában alkalmazott P-trágyák, különösen pedig ennek nagyobbik adagja (90 kg P 2 O 5 ha -1 ) hatására alakult ki a talaj 0 10 cm-es rétegében. Az NP kombinációknál a nagy termésekkel történt jelentős tápanyagkivonás miatt már ennél jóval kisebb P- felhalmozódás következett be, különösen az N 2 -adag szintjén. A legjobbnak ítélt N 200 P 60 trágyázás esetén a kísérlet erősen karbonátos réti talajának 0 10 cm-es rétegében nagyon jónak mondható P-ellátottság alakult ki (260 mg P 2 O 5 kg -1 ). Tehát ez az eredmény is alátámasztja azt a megállapítást, miszerint az adott viszonyok között mintegy 200 kg N ha -1 és 50 60 kg P 2 O 5 ha -1 adagot célszerű alkalmazni. A talaj felvehető K-tartalma a kezelésektől, azaz a termések nagyságától függően jelentősen lecsökkent. Ez különösen az NP kombinációk esetében volt nagymér-
264 HARMATI 5. táblázat A műtrágyázási tartamkísérlet karbonátos réti talaja 0 10, 10 20 és 20 30 cm-es rétegének AL-oldható PK-tartalma (mg P 2 O 5 kg -1, ill. mg K 2 O kg -1 ) az öntözetlen kísérlet 22. évében mg P 2 O 5 kg -1 mg K 2 O kg -1 0 10 10 20 20 30 0 10 10 20 20 30 cm-es talajréteg Ø 94 74 68 403 263 228 N 120 95 73 60 373 265 224 N 200 85 71 59 357 241 268 P 60 504 133 77 292 187 155 P 90 704 172 83 272 175 140 N 120 P 60 461 127 70 218 147 138 N 120 P 90 570 152 83 214 136 139 N 200 P 60 260 92 71 172 116 119 N 200 P 90 507 122 78 179 118 114 tékű. Ezeknél az N 2 -szinten már a talaj AL-oldható K-tartalma a jó ellátottsági szint alá csökkent le (172 mg K 2 O kg -1 ), ami szükségessé tette a kísérletek egészére kiterjedő egységes K-trágyázást. Mindezekből is kitűnik, hogy a szakszerű, gazdaságos műtrágyázás csak a talaj felvehető tápanyagtartalmának folyamatos figyelemmel kísérése mellett valósítható meg. Összefoglalás Sekély humuszos szintű, erősen karbonátos réti talajon kialakult természetes (Achilleo-Festucetum pseudovinae) gyepen beállított tartamkísérletekben vizsgáltuk a műtrágyázás kérdéseit a gyep növényi összetételének megjavítása, termésének növelése és minősége javítása céljából. A kísérlet humuszban gazdag, nitrogénnel és káliummal igen jól ellátott, de foszforban szegény talaján az N- és P-műtrágya 2-2 adagját szólóban és kombinációikban alkalmaztuk. Az öntözetlen kísérletet 28, az öntözöttet 14 éven át folyamatosan, széleskörűen vizsgáltuk. Megállapításainkat a következőkben foglaljuk össze. A gyep növényi összetételét a N- és a P-műtrágyák adagjaiktól és kombinációiktól függően megváltoztatták. A nitrogén a füvek, a foszfor a pillangósok versenyképességét fokozta és segítette elő növekedését. Az önmagában alkalmazott N- műtrágya a talaj nagyfokú P-szegénysége miatt nem gyakorolt pozitív hatást a gyepre. A P-műtrágya viszont kedvező változásokat okozott: a füvek fejlődésének elősegítése mellett nagymértékben növelte a pillangósok borítási értékét és tömegarányát, különösen az öntözött parcellákon. Öntözetlen viszonyok között a réti perje (Poa pratensis), a sovány csenkesz (Festuca pseudovina) és a komlós lucerna (Medicago lupulina) alkotta a gyep termésének túlnyomó részét, néhány egyéb fűés pillangósvirágú komponens társaságában. Az öntözött kísérletben a pillangósok abszolút uralma mellett gyakran a réti perje jutott vezető szerephez. A pillangósok
Műtrágyázási tartamkísérletek karbonátos réti talajú természetes gyepen 265 közül az eperhere (Trifolium fragiferum), a komlós lucerna (Medicago lupulina) és a vörös here (Trifolium pratense) váltakozva jutott uralomra. Az időjárás nagyban befolyásolta a gyep pillangós komponenseinek tömegarányát. Az NP kombinációkban a pillangósok tömegaránya erősen lecsökkent, különösen a nagyobb N-adag használata esetén. Öntözetlen területen a sovány csenkesz és a réti perje változó arányban alkotta a gyep termésének túlnyomó részét. Az öntözött parcellákon azonban a réti perje abszolút uralkodóvá vált és az egyre jobban előretörő tarackbúza (Agropyron repens) is jelentősen részt vett a termés kialakításában, elsősorban a nagyobb N-dózisú kombinációkban. A kísérlet 3. évtizedében a csapadékos években megjelent a francia perje (Arrhenatherum elatius) és a réti csenkesz (Festuca pratensis) is. A gyep termését az önmagában alkalmazott N-műtrágya nem növelte jelentősen. Ezzel szemben a P-műtrágya nagy hatékonysággal 2 4-szeresére (3 5 t ha -1 -ra) növelte a gyep szénatermését, elsősorban a pillangósok nagyarányú térhódítása révén. 1 kg P 2 O 5 öntözetlen körülmények között 43, míg öntözöttben 68 kg szénaterméstöbbletet eredményezett, sokévi átlagban. A 90 kg P 2 O 5 ha -1 adag néhány év után soknak bizonyult. A legjobb eredményt a 200 kg N ha -1 + 60 kg P 2 O 5 ha -1 adaggal értük el, amellyel az öntözetlen területen 28 év átlagában 7,87, öntözötten 14 év átlagában 7,12 t ha -1 szénatermést kaptunk. Az időjárás nagymértékben befolyásolta a termés mennyiségét és minőségét, legfőképpen a pillangósok tömegarányának változása révén, különösen az öntözetlen kísérletben. A három növedék tömegének aránya 7 évi átlagban, az öntözetlen kísérletben a szóló foszforkezeléseknél 48:37:15%, míg az NP kombinációknál 56:35:9% volt. Az öntözött területen ezek az arányok az előbbi sorrendben: 39:49:12, illetve 43:41:16%. A nitrogénből számított nyersfehérjehozam sokévi átlagban az öntözetlen kísérletben 428 550, míg az öntözöttben 560 760 kg ha -1 volt. A talaj felvehető tápanyagtartalma az évek során jelentősen megváltozott, különösen a talaj 0 10 cm-es rétegében. A P-trágyázás önmagában, de az NP kombinációiban is az adagoktól, illetve az ezek hatására kialakult termések mennyiségétől függő mértékben növelte a talaj P-tartalmát. A legjobbnak a 200 kg N ha -1 + 60 kg P 2 O 5 ha -1 kezelésű parcellákban bizonyult: a kísérlet 22. évében a talaj 0 10 cm-es rétegében a P-tartalom 260 mg P 2 O 5 kg -1 lett, ami az erősen karbonátos talajok esetében igen jó P-ellátottságnak mondható. A K-ellátottság azonban az NPkezeléseknél az optimális szint alá csökkent (172 mg K 2 O kg -1 ) a termések nagyarányú K-kivonása következtében. Ezért néhány évi NP-trágyázás után K-pótlásra is szükség van. Kulcsszavak: természetes gyep, NP-műtrágyázás, fajösszetétel, szénatermés, talaj AL-PK tartalma
266 HARMATI Irodalom BALÁZS F., 1949. A gyepek termésbecslése növényszociológiai felvétel alapján. Agrártudomány. 1. 26 35. BÁNSZKY T., 1993. A gyepek tápanyagellátása. MTA Doktori Értekezés. Budapest. BÁNSZKY T., 2002. A pillangósvirágú növények arányának növelése a gyepeken. In: Innováció, a tudomány és a gyakorlat egysége az ezredforduló agráriumában. Növénytermesztés. 219 223. DE ATC SZIE. Debrecen. BARANYAI F., FEKETE A. & KOVÁCS I., 1987. A magyarországi talaj tápanyagvizsgálatok eredményei. Mezőgazdasági Kiadó. Budapest. BARCSÁK Z., 1999. A gyepek tápanyagellátása. In: Tápanyaggazdálkodás. (Szerk.: FÜLEKY GY.) 522 535. Mezőgazdasági Kiadó. Budapest. BODROGKÖZY, GY., 1960. Phytozonológische und bodenökologische Unteruschungen an der Sumpweisen im Süden des Gebietes Kiskunság (Klein Kumanien). Acta Bot. Acad. Sci. Hung. 6. 171 207. GERICKE, S., 1965. Die Wirkung langjähriger PK-Düngung auf den Wiesen. Die Phosphorsäure. 25. 12 25. HARMATI, I., 1974. Effect of fertilizing and irrigation on the soil properties and natural vegetation of the Danube Plains s salt affected area. Agrokémia és Talajtan. 23. Suppl. 210 220. HARMATI I., 1981. A Duna Tisza közi sós, lúgos szikesek hasznosítása és javítása gyepgazdálkodással. Agrokémia és Talajtan. 30. 186 191. HARMATI I., 2005. Gyepesítés a semlyékekben. Magyar Mezőgazdaság. Jan. 8 9. HARMATI I., 2006. Rétek és legelők műtrágyázása, a gyepgazdálkodás fejlesztésének lehetőségei a Duna Tisza közén. Agrofórum. 17. (10) 51 55. HARMATI I. & BODROGKÖZY GY., 1965. Műtrágyázás és öntözés hatása a dunavölgyi réti talajú, sovány csenkesz (Achilleo-Festucetum pseudovina) legelők összetételére és termésére. Öntözéses Gazdálkodás. III. 77 89. HARMATI, I. & BODROGKÖZY, GY., 1966. Nutrient-induced changes in the species combination of meadow associations in an irrigated solonchak solonetz soil in the Danube Valley. Acta Biologica. XXII. (3 4) 3 28. KÁDÁR I., 2005a. Műtrágyázás hatása a telepített gyep ásványi elem tartalmára. Gyepgazdálkodási Közlemények. (3) 3 10. KÁDÁR I., 2005b. Műtrágyázás hatása a telepített gyep takarmányértékére és tápanyagtartalmára. Gyepgazdálkodási Közlemények. (2) 46 56. MÉM NAK, 1978. A TVG tápanyagvizsgáló laboratórium módszerfüzete. MÉM Növényvédelmi és Agrokémiai Központ. Budapest. VINCZEFFY I., 1964. Gyepek minősítésének új módszere. Agrobotanika. 5. 201 253. Érkezett: 2010. június 16.
Műtrágyázási tartamkísérletek karbonátos réti talajú természetes gyepen 267 Long-term fertilization experiments on a natural grassland on calcareous meadow soil I. HARMATI Cereal Research Non-Profit Co., Szeged (Hungary) Summary Questions concerning mineral fertilization were investigated in a long-term experiment set up on a natural (Achilleo-Festucetum pseudovinae) grassland on strongly calcareous meadow soil with a shallow humus layer, with the aim of improving the species composition of the sward and achieving better yield and quality. Two rates each of N and P fertilizer, applied alone and in combination, were applied to the soil, which was rich in humus, very well supplied with nitrogen and potassium, but poorly supplied with phosphorus. The non-irrigated experiment was studied continuously for 28 years and the irrigated variant for 14 years. The conclusions can be summarized as follows: The species composition of the sward changed as a function of the N and P fertilizer rates and combinations. Nitrogen enhanced the competitiveness of the grasses, and phosphorus that of the legumes, promoting the growth of these species. The application of N fertilizer alone had no positive effect on the sward due to the P deficiency of the soil, while P fertilizer had a very beneficial effect: as well as promoting the development of the grasses, it greatly increased the abundance and mass ratio of the legumes, especially on irrigated plots. Under rainfed conditions the sward was dominated by Poa pratensis, Festuca pseudovina and Medicago lupulina, with a minor proportion of other grass and legume components. In the irrigated experiment the legumes were dominant, though there was often a considerable proportion of Poa pratensis. Trifolium fragiferum, Medicago lupulina and Trifolium pratense alternated as the most frequent legume species. The weather had a great influence on the mass ratio of the legume components of the sward. In NP combinations, the legume mass ratio declined greatly, especially when the higher N rate was applied. On the rainfed plots, either Festuca pseudovina or Poa pratensis provided the major part of the grass yield, but on irrigated plots Poa pratensis was completely dominant, while Agropyron repens spread aggressively to make up a considerable proportion of the yield, especially in combinations involving the higher N rate. During the 3 rd decade of the experiment Arrhenatherum elatius and Festuca pratensis also made their appearance in the sward in rainy years. The grass yield was not increased greatly by N fertilizer applied alone. By contrast, the efficiency of P fertilizer resulted in a 2 4-fold increase in the hay yield (to 3 5 t ha -1 ), particularly due to a steep increase in the legume components. Under rainfed and irrigated conditions, 1 kg P 2 O 5 led to a hay yield surplus of 43 and 68 kg, respectively, averaged over many years. After a few years the 90 kg P 2 O 5 ha -1 rate proved to be excessive. The best results were achieved with 200 kg N ha -1 + 60 kg P 2 O 5 ha -1, giving yields of 7.87 t ha -1 under rainfed conditions, averaged over 28 years, and 7.12 t ha -1 with irrigation, averaged over 14 years. The weather greatly influenced the quantity and
268 HARMATI quality of the yield, especially due to changes in the mass ratio of legumes, most noticeably in the rainfed experiment. In the rainfed experiment, the ratio of the mass of the three cuts, averaged over 7 years, was 48:37:15% when phosphorus was applied alone and 56:35:9% for the NP combinations. On the irrigated area these ratios were 39:49:12 and 43:41:16%, respectively. Averaged over many years, the crude protein yield, calculated from the nitrogen content, was 428 550 kg ha -1 on rainfed plots and 560 760 kg ha -1 on irrigated plots. The available nutrient content of the soil changed greatly over the years, especially in the 0 10 cm layer. When applied alone or in combination with N, P fertilizer increased the soil P content, depending on the application rate and the corresponding yield quantity. The best results were observed on plots treated with 200 kg N ha -1 + 60 kg P 2 O 5 ha -1 : in the 22 nd year of the experiment the P content in the 0 10 cm layer was 260 mg P 2 O 5 ha -1, which can be classified as very good P supply on such a strongly calcareous soil. In the NP treatments, however, the K supplies dropped below the optimum level (172 mg K 2 O kg -1 ) due to the high quantities of K extracted with the yield. It is thus necessary to replenish the K reserves after a few years of NP fertilization. Table 1. Main parameters of the calcareous meadow soil prior to setting up the fertilization experiment (Fülöpszállás). Depth, cm. (2) Upper level of plasticity according to Arany (K A ). (3) CO 3 (as a % of CaCO 3 ). (4) AL-soluble P 2 O 5, K 2 O, mg kg -1. (5) Total, mg 100 g -1. Table 2. Effect of mineral fertilization on the species composition of the natural grassland sward (as mass ratio). Fertilizer treatments. (2) Rainfed experiment. (3) Grasses. (4) Legumes. (5) Weeds. (6) Averaged over 28 years. (7) Irrigated experiment. (8) Averaged over 14 years. Note: In the first 7 years of the experiment: N 1 = 70, N 2 = 105; from the 8 th year: N 1 = 120, N 2 = 200 kg N ha -1. P rates were unchanged throughout the experiment: P 1 = 60, P 2 = 90 kg P 2 O 5 ha -1. Table 3. Hay yield of the natural grassland sward in the long-term mineral fertilization experiment under rainfed conditions. Fertilizer treatments. a) LSD 5%. (2) Averaged over years 1 7. (3) Averaged over years 8 14. (4) Averaged over years 1 14. (5) Averaged over years 15 21. (6) Averaged over years 22 28. (7) Averaged over years 1 28. Note: D: Difference compared with the control; th = Nutrient efficiency, i.e. hay yield surplus achieved per kg fertilizer active agent, kg. Table 4. Hay yield of the natural grassland sward in the long-term mineral fertilization experiment under irrigated conditions. (4) and Note: see Table 3. Table 5. AL-soluble P and K contents (mg P 2 O 5 or K 2 O kg 1 ) in the 0 10, 10 20 and 20 30 cm layers of the calcareous meadow soil in the 22 nd year in the rainfed experiment of the long-term fertilization experiment. Fertilizer treatments.